生男生女的秘密

2024-02-18 11:07湖南省嘉禾县文家学校C2103班李伊雪
发明与创新 2024年2期
关键词:卵细胞矿泉水瓶模拟实验

◎湖南省嘉禾县文家学校C2103班 李伊雪

精子和卵细胞结合形成受精卵,生命便开始了。从那时开始,性别也确定了下来。

精子与卵细胞结合后,为什么会出现性别差异呢?生物课本中有一个模拟实验“精子和卵细胞的随机结合”,让我产生了浓厚的兴趣。

发现问题

模拟实验是这样设计的:围棋中的黑棋代表含Y染色体的精子,白棋代表含X染色体的精子和卵细胞,将10颗黑棋和10颗白棋放入一个纸盒,再将20颗白棋放入另一个纸盒,两个同学分别从装有“精子”的纸盒和装有“卵细胞”的纸盒里随机抓取一颗棋子,记录抓取情况后将棋子放回,摇匀后再抓取棋子,共记录10次。最后,统计结果,分析数据,得出结论。

多次实验后,我发现实验设计存在一些问题:受“人为因素”影响,黑棋和白棋不能很好地“随机结合”;“精子”和“卵细胞”在输卵管中相遇“受精”的过程不能形象地体现出来。如何解决呢?创新的机会来了,我可以大显身手,心里一阵窃喜。

改进实验

我决定创新实验装置。装置应该设计成什么样呢?我经过一番思考,头脑中有了清晰的设计思路。然后,我绘制了设计图。

买好材料后,我和同学开始制作模拟装置。

我们先在两个矿泉水瓶盖上各钻一个圆形的孔,方便塑料实心小球进出,再把10个红色的塑料实心小球和10个蓝色的塑料实心小球装入模拟睾丸的矿泉水瓶,把20个蓝色的塑料实心小球装入模拟卵巢的矿泉水瓶,盖上瓶盖,摇晃矿泉水瓶,检查小球的进出情况,确认只够一个小球进出。

接着,将环形水管剪出长度适合的一段,连接瓶盖。由于环形水管和瓶盖很难固定,必须将环形水管的两端插入瓶盖的圆孔内。于是,我们在瓶盖上画出环形水管口大小的圈,再用梅花起子将原来的圆孔钻大,然后尝试着让环形水管的两端刚好插入圆孔内。

我们再次摇晃矿泉水瓶,可瓶盖上的圆孔够两个小球进出,怎么办呢?我们想到了“救星”——小橡胶圈。我们把它套入环形水管口,用502强力胶加固,这下刚好够一个小球出入,成功了!看着模拟装置“成品”,我和同学激动万分。

图2 我和同学制作模拟装置

图3 模拟装置实物图

为了让模拟装置更加美观、小巧,我和同学用球形小瓶代替矿泉水瓶,分别模拟睾丸和卵巢。

最后,我们用改进后的模拟装置进行“精子和卵细胞的随机结合”的模拟实验。红色小球模拟含Y染色体的精子,模拟睾丸的球形小瓶中的蓝色小球模拟含X染色体的精子,模拟卵巢的球形小瓶中的蓝色小球模拟含X染色体的卵细胞。我们轻轻地按压球形小瓶,如果红色小球和蓝色小球在环形水管中相遇,那就是红蓝组合,代表Y精子与X卵细胞结合,则生男;如果蓝色小球和蓝色小球在环形水管中相遇,那就是蓝蓝组合,代表X精子与X卵细胞结合,则生女。

模拟实验操作简单,形象地展示了“精子和卵细胞的随机结合”,颇有趣味性。

创新的魅力

开展模拟实验,轻轻松松学知识。这次模拟实验对“精子和卵细胞的随机结合”的形象展示,让我牢牢地记住了上亿个精子在输卵管等待一个成熟的卵细胞,但只有一个精子能进入卵细胞,完成受精。如果这个精子含Y染色体,则有男孩将幸运地降临;如果这个精子含X染色体,则有女孩将幸运地降临。这就是生男生女的秘密。

这次实验,不仅是对实验装置和实验的创新,还有助于我提高解决问题的能力,是对我的创新思维、行动力的一次提升。遇到问题,发挥创造力,多动手实践,专注创新。在我看来,每一次创新,都是一次自我成长,相信在不断的创新中,我可以不断完善自己、超越自己。

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